【正文】
所具備的高精度、高復雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗,是其他加工制造方法所不能比擬的。 已成為當代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。 1997年以來,又相繼把模具及其加工技術和設備列入了《當前國家重點鼓勵發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術目錄》和《鼓勵外商投資產(chǎn)業(yè)目錄》。 據(jù)統(tǒng)計,在家電、玩具等輕工行業(yè),近 90%的零件是綜筷具生產(chǎn)的;在飛機、汽車、農(nóng)機和無線電行業(yè),這個比例也超過 60%。 2 模具的歷史發(fā)展 模具的出現(xiàn)可以追溯到幾千年前的陶器和青銅器鑄造,但其大規(guī)模使用卻是隨著現(xiàn)代工業(yè)的掘起而發(fā)展起來的。 50 年代,模具行業(yè)工作重點是根據(jù)訂戶的要求,制作能滿足產(chǎn)品要求的模具。 進入 70 年代向高速化、啟動化、精密化、安全化發(fā)展的第二階段。在此期間,日本站到了世界最前列——其模具加工精度進入了微米級,模具壽命,合金工具鋼制造的模具達到了幾千萬次,硬 質(zhì)合金鋼制造的模具達到了幾億次 p 每分鐘沖壓次數(shù),小型壓力機通常為200 至 300 次,最高為 1200 次至 1500 次。依靠普通加工設備,憑經(jīng)驗和手藝越來越不能滿足模具生產(chǎn)的需要。 隨著計算機技術的發(fā)展,計算機也逐步進入模具生產(chǎn)的各個領域,包括設計、制造、管理等。因為模具構成元件也干差萬別,要搞出一個能適應各種零件的設計軟件幾乎不可能。在高層次上, CAD/ CAM/CAE 集成的,即數(shù)據(jù)是統(tǒng)一的,可以互相直接傳輸信息.實現(xiàn)網(wǎng)絡化。模具行業(yè)的生產(chǎn)小而散亂,跨行業(yè)、投資密集,專業(yè)化、商品化和技術管理水平都比較低。據(jù)海關統(tǒng)計, 1997年進口模具價值 億美元,這還不包括隨設備一起進口的模具; 1997 年出口 模具僅為 7800 萬美元。 我國沖壓模大多為簡單模、單工序模和符合模等,精沖模,精密多工位級進模還為數(shù)不多, 模具平均壽命不足 100 萬次,模具最高壽命達到 1 億次以上,精度達到 3~ 5um,有 50 個以上的級進工位,與國際上最高模具壽命 6 億次,平均模具壽命 5000 萬次相比,處于 80 年代中期國際先進水平。模具平均壽命約為 80 萬次左右,主要差距是模具零件變形大、溢邊毛刺大、表面質(zhì)量差、模具型腔沖蝕和腐蝕嚴重、模具排氣不暢和型腔易損等,注射 模精度已達到 5um 以下,最高壽命已突破 2021 萬次,型腔數(shù)量已超過 100 腔,達到了 80 年代中期至 90 年代初期的國際先進水平。在應用 CAD 技術設計模具方面,僅有約10%的模具在設計中采用了 CAD,距拋開繪圖板還有漫長的一段路要走;在應用CAE 進行模具方案設計和分析計算方面,也才剛剛起步,大多還處于試用和動畫游戲階段;在應用 CAM 技術制造模具方面,一是缺乏先進適用的制造裝備,二是現(xiàn)有的工藝設備(包括近 10 多年來引進的先進設備)或因計算機制式( IBM 微機及其兼容機、 HP 工作站等)不同,或因字節(jié)差異、運算速度差異、抗電磁干擾能力差異等,聯(lián)網(wǎng)率較低,只有 5%左右的模具制造設備近年來才開展這項工作;在應用 CAPP 技術進行工藝規(guī)劃方面,基本上處于空白狀態(tài),需要進行大量的標準化基 6 礎工作;在模具共性工藝技術,如模具快速成型技術、拋光技術、電鑄成型技術、表 面處理技術等方面的 CAD/CAM 技術應用在我國才剛起步。雖然近年來也引進了不少先進的模具加工設備,但過于分散,或不配套,利用率一般僅有 25%左右,設備的一些先進功能也未能得到充分發(fā)揮。近年來人才外流不僅造成人才數(shù)量與素質(zhì)水平下降,而且人才結構也出現(xiàn)了新的斷層,青黃不接,使得模具設計、制造的技術水平難以提高。另外,國外模具鋼材近年來相繼在國內(nèi)建立了銷售網(wǎng)點,但因渠道不暢、技術服務支撐薄弱及價格偏高、外匯結算制度等因素的影響,目前推廣應用不多。標準凸凹模、熱流道元件等剛剛開始供應, 模架及零件生產(chǎn)供應渠道不暢,精度和質(zhì)量也較差。我國的模具行業(yè)管理體制分散。包括產(chǎn)品廠的模具車間、分廠在內(nèi),技術改造后不能很快收回其投資,甚至負債累累,影響發(fā)展。干帶件生產(chǎn)的不如用模具加工產(chǎn)品的 ”之類不正?,F(xiàn)象存在。國內(nèi)有上海交通大學金屬塑性成型有限元分析系統(tǒng)和沖裁模CAD/CAM 系統(tǒng);北京北航海爾軟件有限公司的 CAXA 系列軟件;吉林金網(wǎng)格模具工程研究中心的沖壓模 CAD/CAE/CAM 系統(tǒng)等。另外, Cimatran公司的 Moldexpert, Delcam公司的 Psmold 及日立造船的 SpaceE/mold 均是 3D 專業(yè)注塑模設計軟件,可進行交互式 3D 型腔、型芯設計、模架配置及典型結構設計。如 Cimatron公司的注塑模專家軟件能根據(jù)脫模方向自動產(chǎn)生分型線和分型面,生成與制品相對應的型芯和型腔,實現(xiàn)模架零件的全相關,自動產(chǎn)生材料明細表和供 NC 加工的鉆孔表格,并能進行智能化加工參數(shù)設定、加工結果校驗等?,F(xiàn)在精密模具的精度已達 2~ 3μm,目前國內(nèi)廠家使用較多 的有意大利、美國、日本等國的高精度三坐標測量機,并具有數(shù)字化掃描功能?;羝丈?TALYSCAN150 多傳感三維掃描儀分別具有高速化、廉價化和功能復合化等特點。 ( 3)高速銑削機床 (HSM) 銑削加工是型腔模具加工的重要手段。意大利 RAMBAUDI 公司的高速銑床,其加工范圍達2500mm5000mm1800mm,轉速達 20500r/min,切削進給速度達 20m/min。 (1)快速原型制造技術 (RPM)。 (3)澆鑄成形制模技術。 (6)KEVRON 鋼帶沖裁落料制模技術。如采用氮氣彈簧壓邊、卸料、快速換模技術、沖壓單元組合技術、刃口堆焊技術及實型鑄造沖模刃口鑲塊技術等。多工位精密沖模常采用鋼結硬質(zhì)合金及硬質(zhì)合 12 金 YG20 等。另一方面,隨著先進制造技術的不斷發(fā)展和模具行業(yè)整體水平的提高,在模具行業(yè)出 現(xiàn)了一些新的設計、生產(chǎn)、管理理念與模式。為了適應用戶對模具制造的高精度、短交貨期、低成本的迫切要求,模具工業(yè)正廣泛應用現(xiàn)代先進制造技術來加速模具工業(yè)的技術進步,滿足各行各業(yè)對模具這一基礎工藝裝備的迫切需求。s, the United States, Japan and other industrialized countries die industry output value has exceeded the machine tool industry, and there are still rising. Production technology, according to the International Association predicts that in 2021, the product best pieces of rough 75%, 50% will be finished mold pleted。s, mold industry focus is based on subscriber demand, production can meet the product requirements of the mold. Multidie design rule of thumb, reference has been drawing and perceptual knowledge, on the design of mold parts of a lack of real understanding of function. From 1955 to 1965, is the pressure processing of exploration and development of the times the main ponents of the mold and the stress state of the function of a mathematical subbridge, and to continue to apply to onsite practical knowledge to make stamping technology in all aspects of a leap in development. The result is summarized mold design principles, and makes the pressure machine, stamping materials, processing methods, plum with a structure, mold materials, mold manufacturing method, the field of automation devices, a new look to the practical direction of advance, so that pressing processing apparatus capable of producing quality products from the first stage. Into the 7039。s CDM system for progressive die design and manufacturing, including the importation of parts of the figure, rough start, strip layout, determine the size and standard templates, assembly drawing and parts, the output NC program (for CNC machining Center and line cutting program), etc., used in 20% of the time by hand, reduce their working hours to 35 hours。 Mould Industry Status Due to historical reasons for the formation of closed, big and plete enterprise features, most enterprises in China are equipped with mold workshop, in factory matching status since the late 70s have a mold the concept of industrialization and specialization of production. Production efficiency is not high, poor economic returns. Mold production industry is small and scattered, crossindustry, capitalintensive, professional, mercial and technical management level are relatively low. According to inplete statistics, there are now specialized in manufacturing mold, the product supporting mold factory workshop (factory) near 17 000, about 600 000 employees, annual output value reached 20 billion yuan mold. However, the existing capacity of the mold and die industry can only meet the demand of 60%, still can not meet the needs of national economic development. At present, the domestic needs of large, sophisticated, plex and long life of the mold also rely mainly on imports. According to customs statistics, in 1997 630 million . dollars worth of imports mold, not including the import of mold together with the equipment。s advanced industrial countries and regions, the proportion of plastic forming die die general of the total output value 40%. Most of our stamping die mold for the simple, singleprocess mode and meet the molds, precision die, precision multiposition progressive die is also one of the few, die less than 100 million times the average life of the mold reached 100 million times the maximum life of more than accurac